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rgb(255,255,255); TEXT-ALIGN: left; orphans: 2; widows: 2; webkit-text-size-adjust: auto; webkit-text-stroke-width: 0px">　　3.2 热阻结构测量技术

　　热阻测量中，获取热阻结构特征的第一步为测量瞬态热阻曲线，即结温变化曲线，如图4所示。

　　不难看出，温度变化的信息主要包含在测试初期很短的时间内。要很好地分辨出LED芯片这样的微小结构，需要能够在微秒级的时间内对结温采样测量；同时，由于测量分析对噪声相当敏感，确定的边界条件和稳定的供电电源也至关重要，也即，测试设备必须实现MHz级的高精度测量采样，才能满足LED热阻结构分析的需求，这是具有相当挑战性的。

　　另外，LED消耗的电功率一般转化成热功率和光辐射功率两部分，而根据定义，热阻是热传导路径上温度差与热功率的比值，而要准确获取热功率，就必须对LED进行光辐射度测量，而实际上，现有的一些热阻测量系统并没有考虑提出光辐射功率，它们测量的只能称为“参考热阻”【4】。

　　3.3 热阻结构函数分析

　　热阻结构函数分析是获取LED热阻结构的关键，同时也是难点所在。

　　现实中我们很难得到连续的热阻结构函数，而是通常采用有限元分析法，将热传导路径分解成有限个单元，计算各个单元的热容和热阻，以获取热阻结构函数的离散形式。基本原理中我们已经提到，可以用电路的形式来描述热传导介质，使分析过程更为直观。对一维热传导介质的有限元模型可以R-C电路的形式表示为Cauer模型回路，见图5。

　　该模型描述了热流从PN结至热沉过程中，依次经过的各个单元所具有的热容和热阻。分析时采用的Cauer模型的单元越多，对介质的描述越细致，与实际情形也越接近。

　　热阻结构函数描述的是热传导路径上介质的热容与热阻间的关系，可分为微分结构函数和积分结构函数两种。图6即为积分结构函数曲线的示例。积分结构函数的横坐标值代表从热传导出发点至当前点的累积热阻值，纵坐标代表从热传导出发点至当前点的总热容值。微分结构函数则是积分结构函数关于横坐标求导后的结果，类似于“热容密度”函数。在获取离散形式热阻结构函数的过程中，由于计算过程中涉及了大量卷积，反卷积，以及多次如傅里叶变换等数学处理过程，随着Cauer模型单元数的增加，对测量精度，速度的要求以及计算量都将急剧上升。

　　4. 应用实例

　　4.1 测试设备

　　本次测试选用了我国自主研发的远方TRA-200热阻分析仪，见图7。TRA-200是专门用于热阻分析的设备，其可实现在1微秒内对瞬态温度的精确测量，且噪声较低，并具有辐射度测量功能，可记录升温、降温曲线，精确测量LED封装产品的热阻、参考热阻、结温、光辐射功率、电压、电流等参数。

TRA-200 热阻分析仪

　　本次测试选用的被测样本是一个由芯片、金属外壳和铝基板构成的LED。本文对同一样本进行了两次实验，一次该样本铝基板直接与热沉接触，另一次在铝基板与热沉间涂上了导热硅脂。对其各自进行热阻测量，并将结果进行对比。

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